DE4429949A1 - Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung - Google Patents
Fehlerstromschutzschalter mit automatischer ÜberwachungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
Fehlerstromschutzschalter sind Geräte der Hausinstallationstechnik und sollen
Menschen vor gefährlichen Stromschlägen und Gebäude vor durch elektrische In
stallationen hervorgerufene Brände schützen.
Es ist bekannt, daß diese Geräte im Laufe der Zeit ausfallen können. Deshalb sind
sie mit einer von Hand zu betätigenden Prüftaste ausgerüstet.
Auch wurde bereits ein Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Prüfung be
kannt (deutsche Patentschrift Nr. 4106652).
Die meisten bekannten Fehlerstromschutzschalter arbeiten heute netzspannungs
unabhängig (siehe G. Biegelmeier; Schutzmaßnahmen in Niederspannungsanlagen
Österreichischer Gewerbeverlag, Wien 1978), doch gibt es auch sogenannte
DI-Schalter, die netzabhängige Fehlerstromschutzschalter sind.
DI-Schalter besitzen, wie die netzspannungsunabhängigen, einen Summenstrom
wandler mit Sekundärwicklung, die an eine netzabhängige Auswerte-Elektronik
anschließt. Der Vorteil dieser Schalter liegt darin, daß sie keine hochempfindlichen
Auslöser wie die Magnetauslöser benötigen.
Die Elektronik kann jedes beliebig unempfindliche Relais speisen, das im Fehler
stromfall das Schaltwerk auslöst. Das Schaltwerk kann sogar ein von dieser Elek
tronik gesteuerter Schutz sein.
In der EP 0220408 ist ein selbstüberwachender Fehlerstromschutzschalter be
schrieben, bei dem die regelmäßige Funktionsprüfung entfallen kann, indem sich der
Fehlerstromschutzschalter während der gesamten Betriebsdauer ständig selbst
überwacht. Zusätzlich schaltet der Fehlerstromschutzschalter auch bei Unterbre
chung der Stromzuführung ab und bei Wiederkehr der Stromzuführung nicht
selbsttätig wieder ein.
Dabei bezieht sich die Überwachung hauptsächlich auf die elektronische Schaltung.
Der Schalter schaltet ab, wenn der Fehlernennstrom überschritten wird. Er ist nicht
in der Lage, einen sich anbahnenden Defekt zu erkennen.
Die meisten der heute in Gebäuden eingesetzten Fehlerstromschutzschalter beste
hen aus einem Gehäuse, in dem ein Summenstromwandler, ein Magnetauslöser, ein
Schaltwerk und eine Prüfvorrichtung (Prüftaste) untergebracht sind.
Die nachgewiesenermaßen anfälligsten Elemente sind der Magnetauslöser und die
Prüfeinrichtung.
Ein wesentliches Merkmal des Magnetauslösers eines Fehlerstromschutzschalters
ist der sehr geringe Luftspalt zwischen den Polflächen seines Ankers und Joches.
Wenn nach monate- oder jahrelangem Nichtöffnen dieser Magnetkontakte die
feingeschliffenen Polflächen langsam kaltverschweißen, wie aus der Relaistechnik
bekannt ist (s. Siemens-Norm SN 29500/Teil 7), steigt auch der Ansprechwert des
Fehlerstromschutzschalters langsam an, bis die Verschweißung (ein Diffusions
schweißprozeß) so fest ist, daß ein völliges Haften des Ankers am Joch auftritt, so
daß die Federkraft selbst bei völlig fehlendem Permanentmagnetfluß nicht aus
reicht, den Anker zu lösen, das Schaltwerk des Schalter zu entklinken und damit den
Stromkreis zu unterbrechen.
Sowohl die handbetätigbare als auch die automatische Prüftaste gemäß
DP 4106652, die z. B. monatlich die Funktionsweise des Fehlerstromschutzschalters
überprüfen, haben den Nachteil, daß nur ein nicht mehr auslösender Schalter, also
ein die Schutzfunktion nicht mehr ausführender Schalter, erkannt wird. Dies hat zur
Folge, daß der Schutz über Tage, ja Wochen nicht existiert und der Schalter in
dieser Zeit im Notfall versagt.
Die bisher nicht veröffentlichte Patentanmeldung P 44 12 305.1 beschreibt einen
Fehlerstromschutzschalter, der einen sich anbahnenden Defekt dadurch erkennt,
daß mit Hilfe eines Stromgebers und -sensors sein Fehlstromansprechwert in
vorbestimmbaren Zeitabständen gemessen und gespeichert wird. Aus dem
zeitlichen Anstieg der Ansprechwerte extrapoliert man auf den Sollansprechwert und
kann dadurch den Zeitpunkt feststellen, zu dem der Schalter ausfallen wird.
Nun schreibt K.W. Brunner in der Zeitschrift "Elektrische Maschinen", April 1994, 73.
Jahrgang auf den Seiten 10-12, daß es Gründe gibt, nicht nur die Fehlerstromansprechwerte,
sondern auch die Fehlerstromansprechzeiten zu überprüfen. Diese
liegen unter anderem in dem Zusammenhang zwischen Körperstrom iB und
Durchströmungsdauer t bei Berührung einer stromführenden Leitung. Biegelmeier
(s. Seite 1) beschreibt diesen Zusammenhang ausführlich.
Diagramm 1 zeigt die Funktion iB = f (t).
Man erkennt die Wirkungsbereiche von Wechselstrom 50/60 Hz auf den
menschlichen Körper nach IEC-Report 479, Kapitel 2, 2. Auflage.
Bereich 1 . . . in der Regel keine Reaktion;
Bereich 2 . . . in der Regel keine pathophysiologisch gefährliche Wirkung;
Bereich 3 . . . Übergangsbereich ohne feste Grenzen. In der Regel keine organischen Schäden; keine Gefahr von Herzkammerflimmern, Muskelreaktionen, Beschwerden bei der Atmung mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer;
Bereich 4 . . . Herzkammerflimmern mit steigender Wahrscheinlichkeit (Kurve c₂ Wahrscheinlichkeit kleiner als 5%, Kurve c₃ Wahrscheinlichkeit kleiner als 50%). Mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer starke pathophysiologische Wirkungen, wie Herzstillstand, Atemstillstand und Verbrennungen. In bezug auf Herzkammerflimmern beziehen sich die Kurven c₁ bis c₃ auf Längsdurchströmung linke Hand - linker Fuß. Bei Einwirkungsdauern unter 200 ms tritt Kammerflimmern nur in der vulnerablen Phase auf, wenn die Schwellenwerte überschritten werden.
Bereich 2 . . . in der Regel keine pathophysiologisch gefährliche Wirkung;
Bereich 3 . . . Übergangsbereich ohne feste Grenzen. In der Regel keine organischen Schäden; keine Gefahr von Herzkammerflimmern, Muskelreaktionen, Beschwerden bei der Atmung mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer;
Bereich 4 . . . Herzkammerflimmern mit steigender Wahrscheinlichkeit (Kurve c₂ Wahrscheinlichkeit kleiner als 5%, Kurve c₃ Wahrscheinlichkeit kleiner als 50%). Mit steigender Stromstärke und Einwirkungsdauer starke pathophysiologische Wirkungen, wie Herzstillstand, Atemstillstand und Verbrennungen. In bezug auf Herzkammerflimmern beziehen sich die Kurven c₁ bis c₃ auf Längsdurchströmung linke Hand - linker Fuß. Bei Einwirkungsdauern unter 200 ms tritt Kammerflimmern nur in der vulnerablen Phase auf, wenn die Schwellenwerte überschritten werden.
Beträgt die Durchströmungsdauer, die gleich der Ansprechzeit eines FI-Schalters ist,
z. B. 40 ms, so zeigt ein Fehlerstrom der Größenordnung 100-200 mA in der Regel
keine pathophysiologisch gefährliche Wirkung. Beträgt sie dagegen 100 ms, so
wären 100-200 mA Fehlerstrom für den Menschen riskant. Würde sie 500 ms
betragen, 50 wären bereits 30 mA riskant.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Fehlerstromschutzschalter zu
schaffen, bei dem die Ansprechzeit in regelmäßigen Abständen überprüft werden
kann, entweder durch Handbetätigung einer Taste oder eines Schalters oder aber
vollautomatisch und bei dem bei Überschreitung einer Sollansprechzeit Alarm
gegeben wird.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kennzeich
nenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Ein Fehlerstromschutzschalter besitzt zur Detektierung eines Fehlerstromes in einer
Netzleitung einen Summenstromwandler, dessen Primärwicklung durch die Netz
leiter gebildet ist. Der Summenstromwandler besitzt weiterhin eine Sekundär
wicklung, an der bei Auftreten eines Fehlerstromes im Netz ein Signal entsteht,
welches den Fehlerstromschutzschalter zum Ausschalten bringt. Dabei ist die
elektrische Schaltung so bemessen, daß der Schalter bei einem Fehlerstrom
30 mA innerhalb 40 ms ausschaltet.
Um ein Überschreiten dieser Zeit überprüfen zu können, wird erfindungsgemäß mit
Hilfe eines in einen Mikrocomputer, im folgenden µP genannt, integrierten Zeitgebers
in vorbestimmten Zeitabständen die Ansprechzeit des FI-Schalters gemessen, mit
einer Sollansprechzeit verglichen und bei Überschreiben derselben Alarm gegeben.
Erfolgt keine Alarmgabe, so wird die gemessene Ansprechzeit gespeichert und bei
der nächsten Messung (Prüfung) ihr Anstieg bestimmt.
Aus diesem so ermittelten Anstieg kann man auf den Zeitpunkt des Überschreitens
der maximalen Sollansprechzeit schließen, d. h. extrapolieren und sie in geeigneter
Weise zur Anzeige bringen. Dadurch hat man genügend Zeit, den Fehlerstrom
schutzschalter rechtzeitig austauschen zu lassen.
Da die Ansprechzeit von Schalter zu Schalter unterschiedlich sein kann, beispiels
weise muß sie bei "30 mA-Schaltern" zwischen 0 und 500 ms liegen, erzeugt man
mittels des µP Fehlerströme mit ansteigender Zeitdauer, bis diese die Ansprechzeit
erreicht.
Die vorbestimmten Zeiten, nach denen ein Meßvorgang eingeleitet wird, richten sich
nach der Größe der Ansprechzeit.
Nähert sich die Ansprechzeit dem Sollwert, verkürzen sich automatisch die Zeit
abstände, nach denen die jeweils nächsten Messungen erfolgen.
Will man nicht nur die Ansprechzeiten überwachen, sondern die Funktionsfähigkeit
des gesamten Schalters, dann wird bei Erreichen eines bestimmten Ansprech
zeit-Anstieges Alarm gegeben. Tauscht man daraufhin den Schalter nicht aus,
schaltet sich der Schalter nach einer ebenfalls vorbestimmten Zeit, z. B. nach
6-8 Wochen, selbsttätig aus.
Handelt es sich um einen 300 mA-Fehlerstromschutzschalter, der für den Brand
schutz eingesetzt wird, so wären 6-8 Wochen viel zu lang, d. h. er muß sofort ab
schalten, wenn ein gefährlicher Anstieg der Auslösezeit erreicht wird.
Eine Möglichkeit, den gesamten Schalter zu überwachen, besteht darin, jeweils nach
Erreichen der noch zulässigen Ansprechzeit nicht nur Alarm zu geben, sondern die
Hauptstromkontakte zu öffnen und innerhalb 200 ms wieder zu schließen.
Damit während des Offenstehens der Hauptstromkontakte der Strom weiterfließt,
schließen sich über diese automatisch bypassartig Hilfsstromkontakte, die sich nach
dem Gesamtüberprüfungsvorgang (Meßvorgang), d. h. nach dem Wiederschließen
der Hauptstromkontakte, wieder öffnen.
Will man jedoch die Hauptstromkontakte nicht überprüfen, da in den letzten Jahren
die Schaltwerke der Fehlerstromschutzschalter nicht mehr ausfielen, weil keine
harzenden Schmierstoffe mehr verwendet wurden, spricht bei Erreichen der An
sprechzeit nur der Auslösemechanismus, z. B. das Auslöserelais, der Magnet
auslöser oder ein anders gearteter Aktor, beispielsweise ein Piezo-Aktor an, wobei
eine Sperre, d. h. ein Sperrglied, das Auslösen des Schaltwerkes verhindert.
Auch damit umgeht man Stromausfall während des Prüfvorganges.
Da beispielsweise die Magnetkontakte eines Magnetauslösers nach Öffnen gleich
wieder geschlossen werden müssen, besitzt die Sperre eine in Fig. 6 dargestellte
o. ä. Form, so daß sich die Magnetkontakte beim Zurückziehen der Sperre auto
matisch schließen.
Selbstverständlich kann sich die Sperre, die das Entklinken des Schaltwerkes ver
hindert, auch an geeigneter Stelle im Schaltwerk befinden.
Die Sperre, d. h. die Sperrvorrichtung, kann z. B. elektromechanisch, elektromagne
tisch, elektrothermisch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einen FGL-Antrieb
o. ä. angetrieben werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, mit dieser auch den Anstieg
der Ansprechzeit von Fehlerstromschutzschaltern nach einem Kurzschluß zu
erkennen, der z. B. durch mehr oder weniger starkes Verschweißen der Hauptstrom
kontakte verursacht werden kann.
Zu diesem Zwecke detektiert ein entsprechend dimensionierter Stromsensor den
Kurzschlußstrom, der durch den Schalter fließt und löst über eine geeignete
Einrichtung den im Hauptanspruch beschriebenen Meßvorgang aus.
Um zu verhindern, daß dieser Vorgang schon bei Überlast eintritt, kann man für die
Kurzschlußstromerkennung z. B. eine Rogowski-Spule einsetzen, die nicht den Kurzschlußstrom
ik mißt, sondern dessen Anstieg .
Hat der Schalter durch den Kurzschlußstrom Schaden genommen, wird Alarm
gegeben und/oder der Hauptstromkontakt geöffnet.
Alle sich aus der Erfindung ergebende Hardware kann in Form eines herkömmli
chen, an den Fehlerstromschutzschalter anflanschbaren Hilfsschalters ausgebildet
werden.
Auch ist es sinnvoll, alle Funktionen des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz
schalters mittels herkömmlicher Mittel, beispielsweise durch Hilfskontakte, zu über
wachen und bei Versagen, d. h. Ausfall einer oder mehrerer Funktionen Alarm zu
geben.
Diese Überwachung und die Auswertung der Fehlerstromansprechwerte kann
erfindungsgemäß auch in eine gebäudesystemtechnische Anlage integriert werden,
die über Busleitungen mit vielen erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschaltern
korrespondiert und die viele der genannten Funktionen zentral erfüllt.
Anhand von Zeichnungen soll die Erfindung, sowie deren vorteilhafte Ausgestaltung
näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen
Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines Fehlerstromschutz
schalters mit Prüftaste,
Fig. 2 das Prinzipschaltbild eines Fehlerstromschutz
schalters mit automatischer Überprüfung des
Fehlerstromansprechwertes und Schaltwerkssperre,
Fig. 3 das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen
Fehlerstromschutzschalters mit Summenstrom
wandler, Schaltwerk, Auslöser, Verbraucher, µP
und zeitgesteuertem elektronischem Schalter.
Fig. 4 das Prinzipschaltbild des erfindungsgemäßen
Fehlerstromschutzschalters mit einer Sperre, die
beim Prüfvorgang die Unterbrechung der Haupt
stromkontakte verhindert.
Fig. 5 das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen
Fehlerstromschutzschalters ohne Schaltwerks
sperre, mit Bypass und Schaltwerksantrieb,
Fig. 6 dasselbe wie Fig. 5, jedoch mit zusätzlichem
Schaltgerät, das das Stromversorgungsnetz auch
bei Versagen des Fehlerstromschutzschalter-
Schaltwerkes abschalten kann,
Fig. 7 eine von vielen denkbaren Formen der Schalt
werksperre.
Fig. 1 stellt einen normalen 2-poligen Fehlerstromschutzschalter dar. Die beiden
Netzleitungen, Phase 1 und Null 2 durchlaufen den Summenstromwandler 3 und das
Schaltwerk 4. Bei Auftreten eines Fehlerstromes erzeugt der Wandler 3 ein Signal,
das den Auslöser 5 zum Ansprechen bringt, der wiederum das Schaltwerk 4 mit Hilfe
des Stößels 6 aufschlägt und damit den Strom in den Netzleitungen 1 und 2 unter
bricht.
Um die Funktionstüchtigkeit des Fehlerstromschutzschalters in regelmäßigen Ab
ständen überprüfen zu können, ist eine Prüfeinrichtung, bestehend aus Prüftaste 7
und Prüfwiderstand 8, vorgesehen. Bei Drücken der Prüftaste 7 fließt über den Wi
derstand 8 ein Fehlerstrom, der den Schalter ausschaltet. Nach dem Prüfvorgang
schaltet man den Schalter wieder ein.
Fig. 2 zeigt einen 2-poligen Fehlerstromschutzschalter mit einer automatischen
Prüftaste gemäß DP4106652.
Die in Fig. 1 dargestellte Prüfeinrichtung (7 u. 8) wurde durch eine automatische 9
ersetzt, die kurz vor Einsetzen des automatischen Prüfvorganges an die Steuerein
heit 10 ein Signal gibt, die über einen Antrieb 11 zwischen Auslöserstößel 6 und
Schaltwerk 4 eine Sperre 12 schiebt. Diese verhindert die Stromunterbrechung
durch das Schaltwerk 4, aber nicht das Auslösen des Auslösers 5.
Die Überwachungs- und Signalgabeeinheit 13 überwacht automatisch die Funk
tionstüchtigkeit der einzelnen Baugruppen und gibt außerdem Alarm, wenn der
Auslöser 5 nicht auslösen sollte.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz
schalters, der sich durch folgende Funktionsgruppen auszeichnet:
Schaltwerk (4), Wandler (3), Auslöser (5), Stößel (6), Verbraucher (14), µP (15),
elektronischer Schalter (16).
Ein in den µP (15) integrierter Zeitmesser mißt in vorwählbaren Zeitabständen die
Ansprechzeit des FI-Schalters, der im wesentlichen, wie oben beschrieben, aus
Wandler (3), Schaltwerk (4) und Auslöser (5) besteht.
Die gemessene Ansprechzeit wird im µP (15), mit der Sollansprechzeit verglichen.
Bei Überschreiten des Sollwertes wird über einen nicht gezeichneten Alarmgeber
optischer und/oder akustischer Alarm gegeben.
Selbstverständlich kann der µP auch in der Zentraleinheit einer
gebäudesystemtechnischen Anlage enthalten sein.
Im einzelnen spielt sich der automatische Prüfvorgang wie folgt ab:
Zum Zeitpunkt t₁ erzeugt der µP (15) einen Impuls, mit dem der elektronische
Schalter (16) öffnet. Über einen in diesem Schalter eingebauten
Begrenzungswiderstand fließt dann ein vorwählbarer Fehlerstrom, der im Wandler
(3) eine Sekundärspannung erzeugt, die den Auslöser (5) betätigt. Der Stößel (6)
schlägt das Schaltwerk (4) auf, das durch eine nichtgezeigte Fernbedienung
innerhalb 200 ms wieder schließt. Gleichzeitig mit dem Aufschlagen des Schalt
werkes (4) erzeugt der Auslöser (5) ein Signal, das über die Leitung (17) an dem µP
(15) gemeldet wird.
Erfolgt diese Meldung nicht, so erhöht der µP die Zeitdauer bis ein Ansprechen des
Auslösers (5) erfolgt.
Die jeweilige Ansprechzeit speichert der µP in einem EEPROM, damit die Werte bei
Stromausfall nicht verloren gehen. Liegen 2 oder mehrere Ansprechzeiten vor, bildet
der µP den Anstieg derselben und extrapoliert gegebenenfalls auf den Zeitpunkt,
zu dem die Sollansprechzeit überschritten wird. Gleichzeitig gibt er stillen und/oder
lauten Alarm. Stellt der µP einen Bestandteil der Zentraleinheit einer gebäude
systemtechnischen Anlage dar, so meldet diese den Zeitpunkt des voraussichtlichen
Überschreitens der Sollansprechzeit. Der Schalter kann ausgewechselt werden,
bevor er nicht mehr seinen technischen Anforderungen genügt.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz
schalters mit einer Sperre, die die Stromunterbrechung während der Prüfung unter
bindet.
Der µP 15 erzeugt automatisch in vorbestimmten Zeiten einen Nennfehlerstrom, der
nach Erreichen der Ansprechzeit den Auslöser 5 zum Auslösen bringt. Genauso wie
nach Fig. 2 verhindert dabei die Sperre 18 das Abschalten des Stromes in den
Leitungen 1 und 2. Alle weiteren Funktionen zur Prüfung der Ansprechzeit führt der
µP analog der Beschreibung der Fig. 3 durch.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel ohne Sperre, dafür mit Bypass 20 und Schalt
werksantrieb 21. In diesem Beispiel überwacht der µP nicht nur die Ansprechzeit des
Auslösers 5, sondern gleichzeitig auch alle anderen Baugruppen, einschließlich des
Schaltwerkes 4 seines Antriebes 21 und Bypasses 20. Die Funktionsweise läßt sich
ohne weiteres aus der Beschreibung der Fig. 3 und 4 ableiten.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5, dabei wurde Fig. 5 nur
durch ein Schaltgerät 23 ergänzt, das abschaltet, wenn nach einer vorbestimmten,
aus dem Anstieg des Ansprechwertes ermittelten Zeit der Schalter nicht ausge
tauscht wurde.
Fig. 7 zeigt eine von vielen denkbaren Formen der Sperre 18, die sich in bestimmten
Ausführungsbeispielen zwischen den Stößel 6 und das Schaltwerk 4 schiebt und
beim Zurückziehen automatisch beispielsweise die Magnetkontakte eines Magnet
auslösers 5 schließt.
Fig. 7 besteht aus 4 Fig. 7a-7d, wobei Fig. 7a die Ausgangsphase des Über
wachungsvorganges darstellt. Stößel 6 des Auslösers 5 und die Sperre 18 befinden
sich in Bereitschaftsstellungen, d. h. in eingezogenen Zuständen. Man erkennt, daß
die löffelartig ausgebildete Sperre 18 an dem Stößel 6 vorbeischießen kann.
Fig. 7b zeigt die Sperre 18 in der Stellung, in der ein Ausschalten des Schalt
werkes 4 nicht mehr möglich ist.
Wenn nun der Ansprechwert gemessen wird und dabei der Auslöser 5 auslöst,
schlägt der Stößel 6 an die Sperre 18 an, wie in Fig. 7c gezeigt.
Nach Beendigung des Vorganges zieht sich die Sperre 18 zurück und schiebt, wie in
Fig. 7d erkennbar, mit ihrer Verdickung den Stößel 6 nach unten, der seinerseits die
Magnetkontakte des Auslösers wieder schließt.
Nach der Schließung der Magnetkontakte befindet sich die Sperre 18 wieder in
ihrer Ausgangsposition der Fig. 7a.
19 stellt hier den Antrieb der Sperre 18 dar.
Selbstverständlich kann sich die Sperre, die das Entklinken des Schaltwerkes
verhindert, auch an geeigneter Stelle im Schaltwerk befinden.
Die Sperre, d. h. die Sperrvorrichtung kann z. B. elektromechanisch, elektromag
netisch, elektrothermisch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einen FGL-Antrieb
o. ä. angetrieben werden.
Claims (16)
1. Fehlerstromschutzschalter, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe eines in
einen Mikrocomputer, kurz µP genannt, integrierten Zeitgebers seine Ansprechzeit in
vorbestimmbaren Zeitabständen gemessen, mit einer Sollansprechzeit verglichen
(geprüft) und bei Überschreiten der Sollansprechzeit Alarm gegeben wird.
2. Fehlerstromschutzschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß alle in bestimmten Zeitabständen gemessenen Ansprechzeiten ta gespeichert
werden und aus dem automatisch gebildeten, zeitlichen Anstieg derselben auf
den Zeitpunkt des Überschreitens der Sollansprechzeit geschlossen, d. h.
extrapoliert wird.
3. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Länge der vorbestimmten Zeiten sich nach der Länge der jeweils
gemessenen Ansprechzeit richtet, daß z. B. dann, wenn die Ansprechzeit sich dem
Sollwert nähert, die o. g. Zeitabstände immer kürzer werden.
4. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich
net, daß bei Erreichen eines bestimmten Wertes Alarm gegeben wird.
5. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet,
daß der gesamte Vorgang des Zeitgebens, -messens, -vergleichens, -speicherns
sowie auch der Vorgabe der Prüfzeiten automatisch erfolgt.
6. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sich während der Ansprechzeitüberprüfung vor Öffnen der Hauptstromschaltkontakte
des Fehlerstromschutzschalters über diese automatisch bypassartige Hilfs
stromkontakte schalten, die sich nach dem Gesamtüberprüfungsvorgang, d. h. nach
dem Wiederschließen der Hauptstromkontakte öffnen, so daß während des o. g.
Vorganges kein Stromausfall auftritt.
7. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeich
net, daß während der Ansprechzeitüberprüfung ein Auslösemechanismus, z. B. ein
Auslöserelais, ein Magnetauslöser oder ein anders gearteter Aktor, beispielsweise
Piezoaktor, anspricht, aber eine Sperre das Auslösen des Schaltwerkes verhindert,
um Stromausfall zu vermeiden.
8. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sperre eine Form ähnlich der in Fig. 6 dargestellten hat, um beim Zurückziehen
derselben die Kontakte des Auslösers wieder zu schließen.
9. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Sperre an geeigneter Stelle im Schaltwerk eingreift und beim
Zurückziehen die Kontakte des Auslösers wieder schließt, z. B. die Magnetkontakte
eines Magnetauslösers.
10. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Antrieb der Sperre z. B. elektromechanisch, -magnetisch, -ther
misch, mit Hilfe von herkömmlichen Aktoren, einem FGL-Antrieb oder ähnlichem
erfolgt.
11. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch ge
kennzeichnet, daß ein weiterer Sensor, beispielsweise auch eine Rogowski-Spule,
ein durch den Fehlerstromschutzschalter fließenden Kurzschlußstrom detektiert und
daß danach sofort eine Messung der Fehlerstrom-Ansprechzeit erfolgt.
12. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Messung der Fehlerstrom-Ansprechzeit dieselbe gleich nochmals
gemessen wird, um nach dem Kurzschluß bei Überschreiten des Sollwertes der
Ansprechzeit zu signalisieren den Schalter auszutauschen oder beim Überschreiten
der gesetzlich vorgeschriebenen Sollansprechzeit den Schalter auszuschalten
und/oder Alarm zu geben.
13. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Meß- und Überwachungseinrichtung die Form eines herkömmli
chen, an dem Fehlerstromschutzschalter anflanschbaren Hilfsschalters besitzt.
14. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, daß alle Funktionen des erfindungsgemäßen Fehlerstromschutzschalters
mittels herkömmlicher Mittel, beispielsweise durch Hilfskontakte, überwacht werden
und bei Versagen, d. h. Ausfall einer oder mehrerer Funktionen Alarm gegeben wird.
15. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Überwachung, Steuerung und Signalgabe in eine gebäude
systemtechnische Anlage integriert werden.
16. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Zeit, die verstreicht, bis der Fehlerstromschutzschalter wieder
funktionsbereit ist, kleiner als 200 ms ist.
Priority Applications (14)
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---|---|---|---|
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CZ97544A CZ54497A3 (en) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Protective circuit breaker with automatic monitoring device |
PL95318783A PL178788B1 (pl) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Układ prądowego wyłącznika ochronnego z automatycznym urządzeniem kontrolnym |
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HU9800155A HUT77614A (hu) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Földáramvédő kapcsoló automatikus figyelőberendezéssel |
DK95928978T DK0777928T3 (da) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Fejlstrømsbeskyttelsesafbryder med automatisk overvågningsindretning |
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US08/793,407 US5956218A (en) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Earth-leakage circuit breaker with automatic monitoring capability |
AT95928978T ATE177266T1 (de) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung |
ES95928978T ES2131847T3 (es) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Interruptor de proteccion contra corrientes de fuga, con dispositivo automatico de vigilancia. |
DE59505219T DE59505219D1 (de) | 1994-08-24 | 1995-08-24 | Fehlerstromschutzschalter mit automatischer überwachungseinrichtung |
NO970815A NO970815L (no) | 1994-08-24 | 1997-02-21 | Overbelastningsbryter med automatisk overvåking |
GR990401496T GR3030396T3 (en) | 1994-08-24 | 1999-06-02 | Earth-leakage circuit breaker with automatic monitoring facility |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=6526396
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944429949 Withdrawn DE4429949A1 (de) | 1994-08-24 | 1994-08-24 | Fehlerstromschutzschalter mit automatischer Überwachungseinrichtung |
DE1995128020 Withdrawn DE19528020A1 (de) | 1994-08-24 | 1995-07-31 | Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter |
Family Applications After (1)
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---|---|---|---|
DE1995128020 Withdrawn DE19528020A1 (de) | 1994-08-24 | 1995-07-31 | Sich selbsttätig überwachender Fehlerstromschutzschalter |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19628364C1 (de) * | 1996-07-13 | 1998-03-05 | Matthias Mueller | Grenzwertschalter |
EP1936772A3 (de) * | 2002-11-08 | 2010-04-07 | Eaton Electric Limited | Reststromgeräte |
Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
DE19736220A1 (de) | 1997-08-20 | 1999-02-25 | Siemens Ag | Fehlerstrom-Schutzeinrichtung |
-
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- 1994-08-24 DE DE19944429949 patent/DE4429949A1/de not_active Withdrawn
-
1995
- 1995-07-31 DE DE1995128020 patent/DE19528020A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19628364C1 (de) * | 1996-07-13 | 1998-03-05 | Matthias Mueller | Grenzwertschalter |
EP1936772A3 (de) * | 2002-11-08 | 2010-04-07 | Eaton Electric Limited | Reststromgeräte |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19528020A1 (de) | 1997-02-06 |
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Legal Events
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AG | Has addition no. |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
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8181 | Inventor (new situation) |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |